考虑输入饱和的异步电机随机系统的速度控制

针对随机扰动现象能够破坏异步电动机调速系统稳定性的问题,本文根据神经网络技术和反步法的原理,对输入饱和的异步电动机随机非线性系统的神经网络速度控制进行研究。考虑异步电动机随机系统中存在的输入饱和限制,利用神经网络来逼近随机系统中不确定的非线性项,并使用自适应反步法构造了异步电动机的自适应神经网络速度调节控制器。同时,利用Matlab软件进行仿真实验。仿真结果表明,本文所提出的自适应神经网络速度控制器,可以快速地跟踪给定的期望速度信号,克服了输入饱和、参数不确定、负载扰动等因素的影响,实现了对异步电动机的有效控制。该研究具有一定的实际应用价值。     

考虑输入饱和的永磁同步电机随机命令滤波控制

针对永磁同步电机驱动系统中存在的随机扰动问题,本文在自适应反步法基础上,利用模糊逼近原理逼近系统中未知的非线性函数,并运用命令滤波技术,解决了传统反步法中因对虚拟控制函数连续求导而产生的计算爆炸问题,实现对考虑输入饱和的永磁同步电机随机非线性系统的位置跟踪控制,为验证本方法的有效性,采用Matlab进行仿真实验。仿真结果表明,本文设计的控制器能克服输入饱和的影响,很好的跟踪设定的期望信号,并且保证跟踪误差收敛在原点很小的邻域内,实现了对永磁同步电机快速有效的控制。该研究对实际系统具有一定的应用价值。     

考虑输入饱和的异步电机自适应位置跟踪控制

针对异步电动机驱动系统存在着参数不确定性、外部负载扰动以及输入饱和限制等问题,本文根据自适应反步法的原理,研究了异步电动机驱动系统的位置跟踪控制策略。在同步旋转坐标(d-q)下,建立异步电动机驱动系统的数学模型,考虑异步电动机驱动系统存在输入饱和,利用神经网络逼近系统中未知的非线性函数,并采用自适应反步控制技术构造位置跟踪控制器,同时利用Matlab软件进行仿真试验。仿真结果表明,异步电动机驱动系统的位置信号可以快速跟踪给定的期望位置信号,当电压过大时能够进行限制,能够克服参数不确定、负载扰动以及输入饱和限制的影响;当t=5s时,改变负载扰动,电机仍能快速地跟踪期望的信号,说明该自适应位置跟踪控制器能够有效地克服负载扰动发生变化而引起的影响,能够实现对异步电动机的有效控制。该研究具有一定的实际应用价值。     

基于观测器的异步电动机命令滤波反步技术

针对异步电动机自身结构中的参数不确定性和易存在外部负载扰动问题,本文基于反步控制技术,选择状态观测器来观测异步电机的转速,采取模糊逻辑系统逼近电机模型中未知的非线性函数,利用命令滤波技术解决在传统反步法中存在的计算爆炸问题,实现对异步电动机的位置跟踪控制,并利用Matlab软件进行仿真验证。仿真结果表明,本文所提出的控制方法仍然可以有效地克服异步电动机系统参数未知性以及外部负载扰动等问题,使目标信号能够快速跟踪期望信号,保证跟踪误差收敛到原点很小的邻域内,最终达到对异步电动机的快速有效的位置跟踪控制。该研究具有较高的实际应用价值。     

永磁同步电机的神经网络离散位置跟踪控制

针对永磁同步电动机参数不确定及负载扰动问题,本文基于自适应和反步法技术,设计了一种永磁同步电动机离散位置跟踪控制方法。利用欧拉公式得到同步电动机驱动系统的离散数学模型,采用动态面技术,引入低通一阶滤波器对虚拟控制函数进行滤波,解决了"计算爆炸"问题;运用神经网络逼近永磁同步电动机系统中存在的未知非线性项,并将神经网络和反步法相结合,构造离散动态面位置跟踪控制器,同时对其进行稳定性分析,最后通过仿真实验分析验证了该方法的有效性。仿真结果表明,本文设计的离散控制器能够有效跟踪给定信号,实现了对永磁同步电动机良好的位置跟踪控制效果。该控制方法解决了参数不确定性以及负载扰动问题,具有一定的理论意义和实际应用价值。     

考虑输入饱和的永磁同步电机随机非线性控制

针对永磁同步电机驱动系统存在的随机扰动问题,本文利用自适应神经网络控制方法,对考虑输入饱和的永磁同步电机随机非线性系统的位置跟踪控制进行研究。通过神经网络逼近系统中的非线性函数,利用自适应反步法构造控制器,同时选择合适的李雅普诺夫函数,证明了闭环系统的稳定性,同时,为验证所提方法的有效性,采用Matlab进行仿真实验。仿真结果表明,本方法所构造的控制器,在考虑输入饱和的情况下,能够保证闭环系统所有参数都是有界的,并且跟踪误差收敛到原点任意小的邻域内。该控制策略将永磁同步电机驱动系统的研究由确定型系统扩展到随机系统中。该研究具有一定的实际应用价值。     

基于状态约束的永磁同步电机的位置跟踪控制

针对传统反步法无法约束永磁同步电动机的状态量和控制量的问题,本文运用模糊自适应反步法对永磁同步电动机进行位置跟踪控制,同时基于约束李雅普诺夫函数对电机系统的状态量和控制量进行了约束。为验证本文方法的有效性,采用Matlab进行仿真分析,仿真结果表明,本文设计的控制器使所有状态都在预定义的约束状态空间中,跟踪误差也收敛到原点很小的邻域内,实现了对永磁同步电动机快速有效的位置跟踪控制;系统的输出可以很好的跟踪期望信号,电机的各个状态量都在约束空间内,控制器输入ud和uq都稳定在一个有界区域内。该研究对实际系统具有一定的应用价值。     

基于动态面技术的异步电动机模糊自适应速度控制

针对异步电动机的参数不确定性以及外部负载扰动,本文结合动态面技术和反步控制,研究了异步电动机驱动系统的速度调节控制。根据模糊逼近原理来逼近系统中未知的非线性函数,通过引入动态面技术,解决了传统反步控制中由于对虚拟控制函数进行连续求导引起的计算爆炸问题,同时采用反步设计方法构造模糊自适应速度控制器,并利用Matlab进行仿真验证。仿真结果表明,在提出的模糊自适应速度控制器的作用下,异步电动机驱动系统能够克服参数不确定性及负载扰动的影响,确保系统可以快速跟踪给定的期望信号,实现了对异步电动机的有效控制。该研究具有一定的实际应用价值。     

基于反步法的板球系统自抗扰控制器设计

针对板球系统中存在的未知扰动、板与球之间的摩擦力等因素影响轨迹跟踪精度这一问题,研究了板球系统的自抗扰控制策略。首先建立板球系统的数学模型,通过适当简化、线性化与解耦得到线性模型;然后采用全程快速微分器对带有噪声干扰的输入信号进行滤波处理,进而设计高阶扩张状态观测器估计系统内部未知扰动;最后基于反步法设计非线性反馈控制器,并利用Lyapunov稳定性理论证明了闭环系统的稳定性。仿真结果表明,改进的自抗扰控制器能够有效滤除噪声干扰,提高了轨迹跟踪精度。     

基于模糊逼近和动态面技术的异步电动机位置控制

针对异步电动机参数不确定性和外部负载产生扰动的现象,本文提出了一种新型的模糊自适应动态面反步控制方法。该方法通过引入一阶低通滤波器,避免了传统反步控制中对虚拟控制函数进行连续求导引起的计算爆炸问题,模糊逻辑系统被用来逼近异步电动机系统中复杂的非线性函数,同时基于反步法的设计原理,构造了异步电动机的模糊自适应控制器,并在Matlab环境下进行仿真实验。仿真结果表明,所设计的控制方法可以确保系统快速跟踪期望信号,实现了对异步电动机的高性能位置跟踪控制。该研究具有实际应用价值。     

基于命令滤波技术的水下机器人位置跟踪控制

为解决考虑输入饱和的自治水下机器人的位置跟踪问题,本文采用自适应神经网络命令滤波控制方法,设计了对自治水下机器人进行位置跟踪控制器。利用反步法构造考虑输入饱和的控制器,使用神经网络系统逼近自治水下机器人系统中的非线性项,同时采用命令滤波技术解决计算爆炸问题,引入误差补偿机制,降低滤波误差带来的影响。通过选取合适的李雅普诺夫函数求出自适应律,证明闭环系统的所有信号有界。仿真结果表明,该控制器可以使水下机器人系统中的位置跟踪误差收敛到一个足够小的邻域内。该研究具有一定的实际应用价值。     

具有H_∞性能的轮式移动机器人非线性控制器设计

针对移动机器人动力学模型中的参数不确定性和扰动不确定性问题,提出了具有H_∞跟踪性能的自适应反步控制方法。首先,以线速度和角速度为虚拟的控制输入,设计了具有渐进稳定性的运动学轨迹跟踪控制器。其次,针对动力学系统中存在的不确定参数,采用自适应方法对其进行在线估计,该方法通过引入不连续映射保证了参数估计值的有界性。然后,采用反步法设计了动力学控制器,同时,在Lyapunov框架下证明了该控制器对扰动具有H_∞性能。最后通过仿真试验证明,即使在参数未知的情况下,该控制器也能够控制移动机器人跟踪上参考轨迹,且当系统存在外部扰动时,系统输出偏差能够收敛到有界范围内。由此验证了本文方法能够有效抑制系统参数变化及扰动对控制性能的影响。     

异步电动机的动态面模糊离散速度跟踪控制

针对异步电动机中参数不确定和存在负载扰动的问题,本文综合运用反步控制方法、模糊逼近理论和动态面技术,研究了异步电动机在离散模型下的速度跟踪控制问题。运用欧拉方法得到异步电动机离散状态下的数学模型,同时运用模糊逻辑系统来逼近其中的未知非线性函数,利用动态面技术解决在反步法中产生的计算爆炸问题,构造速度跟踪控制器,实现对异步电动机的速度跟踪控制,并在Matlab环境下对异步电动机进行仿真分析。仿真结果表明,所构造的控制器,能够有效解决系统中参数不确定及存在外部负载扰动的问题,并且使跟踪误差收敛到原点附近很小的邻域内,实现对异步电动机的快速跟踪控制。该方法具有一定的实际应用价值。     

多机械臂系统的自适应神经网络同步控制

针对多个机械臂组成的网络化系统,本文基于命令滤波反步和自适应神经网络,对网络化机械臂系统的同步控制问题进行研究。建立了系统数学模型,对命令滤波控制器进行设计,运用命令滤波反步法,消除传统分布式反步控制的虚拟信号求导问题,并利用误差补偿信号,消除命令滤波产生的误差。同时,利用神经网络逼近系统的不确定非线性项,通过设计分布式控制器和自适应更新律,保证关节位置同步跟踪误差收敛到任意小的邻域内。为验证本文所提出的控制策略的准确性,在Matlab/Simulink仿真环境下进行仿真分析。仿真结果表明,在具有系统参数不确定性和外部扰动的情况下,该分布式控制方法可使网络化机械臂系统实现良好的位置同步跟踪。该研究对网络化机械臂系统的同步控制提供了新的思路,具有一定的实际应用价值。     

基于神经网络的异步电动机自适应动态面控制

针对虚拟控制率连续进行高阶求导会引发"计算爆炸"问题,本文结合动态面技术和反步法,给出了考虑铁损异步电动机自适应神经网络位置跟踪控制方法及考虑铁损的异步电机的动态模型;并基于动态面技术,对自适应神经网络控制器进行设计,同时对其稳定性进行分析。为验证本文控制策略的有效性,在Matlab环境下进行仿真分析。仿真结果表明,在负载扰动的情况下,本文提出的方法使考虑铁损的异步电动机系统实现了良好的位置跟踪效果,对电机参数变化和外部负载扰动具有较强的鲁棒性。该方法解决了传统反步法对虚拟控制函数连续微分引发的"计算爆炸"问题,具有一定的理论意义和实际应用价值。     

基于命令滤波的异步电机有限时间位置跟踪控制

针对传统反步控制中存在的"计算爆炸"问题,本文结合有限时间和命令滤波控制技术,给出了基于命令滤波的异步电机有限时间位置跟踪控制。在反步设计中,引入了命令滤波技术,通过设计误差补偿机制,减小了滤波误差,成功地解决了在电机传统反步控制中的"计算爆炸"问题。结合有限时间控制技术,减小了系统跟踪误差,缩短了动态响应时间,提高了系统的收敛速度和干扰抑制能力,为验证基于命令滤波的异步电机有限时间位置跟踪控制方法的可行性,利用Matlab软件进行仿真分析。仿真结果表明,本文提出的控制方法,可以使目标信号快速跟踪期望信号,保证系统的跟踪误差能够在有限的时间内收敛到原点的一个充分小的邻域中,最终实现对异步电动机快速准确的位置跟踪控制。该方法具有一定的实际应用价值。     

基于扰动观测器的时滞非线性系统的跟踪控制

研究了具有输入时滞和未知外部扰动的单输入单输出非线性系统的跟踪控制问题. 针对系统中未知扰动,设计了扰动观测器对其进行良好的监测,针对输入时滞问题,采用pade近似和增加中间变量的方法消除其带来的影响. 在系统具有未知外部扰动的情况下,利用反步法和扰动观测器的技术提出了鲁棒跟踪控制. 在基于扰动观测器的鲁棒跟踪控制下,通过李雅普诺夫分析,保证了闭环系统中所有信号的一致渐近收敛性. 最后通过一个仿真实例验证了该控制方法的有效性.     

非线性系统的动态面自抗扰控制器设计及应用

针对一类具有严格反馈形式的非线性系统的控制问题,本文将动态面控制技术和自抗扰控制技术相结合,提出了动态面自抗扰控制算法。控制器包括三个功能:利用跟踪微分器给出期望信号以及其一阶导;利用扩张状态观测器估计外界扰动;扰动补偿。该控制器有效避免了传统反步法中出现的"微分爆炸"现象,并避免了控制器设计对系统数学模型的精确要求。依据李亚普洛夫稳定性理论进行控制器设计,并对扩张状态观测器和动态面部分进行了稳定性分析。通过水下无人航行器模型仿真,仿真结果表明:航迹误差在(-4,4)范围内,验证了该控制算法的有效性。     

基于指令滤波的板球系统误差反步控制器研究

针对存在未知扰动条件下板球系统的轨迹跟踪控制精度不高的问题,研究了一种基于指令滤波的误差反步控制方法。首先,建立板球系统模型,引入二阶指令滤波器,滤除小球位置和速度状态变量的噪声干扰。其次,逐步选取李雅普诺夫函数,设计误差反步控制器,克服系统受到的外界干扰,实现对输入信号的渐进跟踪控制。最后,通过李雅普诺夫理论证明系统稳定性。仿真结果表明,该控制器能够有效抑制干扰,精确地完成轨迹跟踪任务。     

小型航天器浸入与不变自适应反步姿态跟踪

针对具有惯性张量不确定性、外干扰及饱和限制的小型航天器非线性姿态跟踪问题,将反步法和系统浸入与流形不变理论相结合,提出了分块自适应约束控制结构．航天器姿态模型由修正罗德里格参数进行全局非奇异描述．在设计反步控制器时,引入指令滤波器和修正跟踪误差信号以施加系统状态和执行器的饱和限制,同时较容易地获得虚拟控制导数．为提高反步控制器的鲁棒性和性能,利用基于不变流形的非线性观测器对时变的系统“总干扰”进行在线估计补偿．由于不变流形方法使得估计误差具有指定的一致稳定动态,因而该分块自适应控制器比传统的自适应反步控制器更容易调节,且性能不受未知的估计律动态的影响．李亚普诺夫直接方法证明了估计误差有界性和闭环系统输入状态稳定．数值仿真表明,与传统方法相比,所提出的控制器结构具有更高的姿态跟踪性能和干扰估计精度．